شبیه ‏سازی دینامیک سیالات محاسباتی مبدل ژانگستروم نیروگاه بخار بمنظور برآورد نشتی با استفاده از رویکرد محیط متخلخل

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد ، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعت نفت، آبادان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعت نفت، آبادان، ایران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی، گروه فناوری های انرژی نو، دانشگاه تخصصی فناوری های نوین آمل، آمل، ایران

چکیده

مبدل‌های پیش گرمکن دوار ژانگستروم یکی از مهمترین تجهیزات بازیابی انرژی در نیروگاه ها میباشند. در تحقیق حاضر به کمک رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی معادلات پیوستگی، ممنتوم و انرژی در محیط متخلخل و در مختصات مرجع متحرک حل و میزان نشتی این مبدل‌ها ارزیابی شده است. اعتبارسنجی روش عددی ارائه شده توسط انطباق نتایج حل عددی با داده های واقعی نیروگاه تایید شده است. در این تحقیق تأثیر شرایط عملیاتی مختلفی همچون سرعت چرخش ماتریس، جنس صفحات ماتریس و پیشگرم کردن ورودی مبدل بر روی بازده مبدل ژانگستروم مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین مقدار نشتی محوری و شعاعی مبدل تخمین و تاثیر استفاده از انواع آب بندها بر روی میزان آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی، حاکی از آن است که افزایش سرعت چرخشی ماتریس تا یک حد معین، استفاده از ماده ای با کمترین نفوذ حرارتی و پیشگرم کردن هوا ورودی به مبدل با در نظر گرفتن ملاحضات اقتصادی منجر به ارتقا عملکرد ژانگستروم میشود. نتایج حاصل از برآورد نشتی نشان میدهد که نشتی غالب در مبدل ژانگستروم نشتی شعاعی میباشد و با استفاده از نشت بندهای دوگانه و سه گانه میزان آن را میتوان بطور قابل ملاحضه ای کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


[1] Baba KV, Mohan PP, Kumar TJ (2016) Cfd modelling and simulation of 500Mw bisector airpreheater and its performance. 1149-1156.
[2] Thermal THE, et al. The resume of the doctoral thesis the thermal regime influence of a rotating- plate regenerative.
[3] Heidari-kaydan A, Hajidavalloo E (2014) Three-dimensional simulation of rotary air preheater in steam power plant. Appl Therm Eng 73(1): 397-405.
[4] Farhadi I, Veysi F, Mirzaasgari M (2018) Numerical simulation of rotary regenerative air preheater (Ljungstrom) in steam power plant with the aim of optimizing of thermal performance. Modares Mechanical Engineering 18(03): 291-301. (in Persian)
[5] Ramesh KSh, Dušan PS (2003) Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons, Inc.
[6] Bae YL (1986) Performance of a rotating regenerative heat exchanger - A numerical simulation. Ph.D. Thesis, Oregon State University, Corvallis.
[7] Wang C, Zhu Y (2018) Entropy analysis on boiler air pre-heater with multi-stage LHS unit. Appl Therm Eng 130: 1139-1146.
[8] Sadrameli SM (2016) Mathematical models for the simulation of thermal regenerators: A state-of-the-art review. Renew Sustain Energy Rev 58: 462-476.
[9] Ghodsipour N, Sadrameli M (2003) Experimental and sensitivity analysis of a rotary air preheater for the flue gas heat recovery. Appl Therm Eng 23(5): 571-580.
[10] Alhusseny A, Turan A (2016) An effective engineering computational procedure to analyse and design rotary regenerators using a porous media approach. Int J Heat Mass Tran 95: 593-605.
[11] Shah RK, Skiepko T (1999) Influence of leakage distribution on the thermal performance of a rotary regenerator. Appl Therm Eng 19(7): 685-706.
[12] Cai M, Hui S, Wang X, Zhao S, He S (2013) A study on the direct leakage of rotary air preheater with multiple seals. Elsevier Ltd.
[13] Maharaj A, Schmitz W, Naidoo R (2015) A numerical study of air preheater leakage. Energy 92(1): 87-99.
[14] Wang X, Y Shi, Sun F, Gao M (2018) A numerical study of quad-section air preheater thermal performance and air leakage. Proceedings of the ASME 2017 Power Conference Joint With ICOPE-17.
[15] Ramesh KSh, Dušan P S (2003) Fundamentals of heat exchanger design. John Wiley & Sons, Inc.
[16] Monitoring MOF, Rotary INA, Exchanger H (1988) ill; Ilil. 8(5): 469-473.
[17] Chen Z, Li H, Gu Y, Zhu W (2019) A novel flexible seal technology and its application in heat transfer of rotary air preheater. Appl Therm Eng 163: 114414.